山特UPS電源、直流電源設備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結構,電池在使用過程中,有氫氣和氧氣以及酸霧逸出,不僅污染環(huán)境還具有危險性,維護時需要加水、加酸,已逐漸被市場淘汰?,F(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優(yōu)點是在充電時正極板上產(chǎn)生的氧氣,通過再化合反應在負極板上還原成水,使用時在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護,所以又稱為免維護鉛酸蓄電池。可見,免維護只是與普通蓄電池相比,運行中免去了添加純水或蒸餾水,調(diào)整電解液液面的項目,并非免去一切維護工作。
閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理,基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池,其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4),其電極反應方程式如下:
PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O
目前閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類,即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池(如GNB、霍克電池)和硅凝膠密封鉛蓄電池(如德國的陽光電池)。
兩種電池極板相同:正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金,負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金。并使用緊裝配和貧液設計,在電池的上蓋中設置了一個
單向的閥。由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金,提高了負極析氫過電位,從而抑制氫氣的析出,同時,采用特制閥使電池保持一定的內(nèi)壓。
山特UPS電源系統(tǒng)可以很大程度的保護電腦及其它儀器和設備。在市電不穩(wěn)定的時候,可以避免遭受突然斷電、浪涌沖擊等的危害,并起到過載、短路、電池過放等的防護,使其較為穩(wěn)定的進行工作。
1.充電器的作用
從主電源吸收能量,經(jīng)過橋式可控硅整流電路、阻容濾波電路,產(chǎn)生直流電,并將直流電提供給蓄電池和逆變器。
2.逆變器的主要作用
將充電器或蓄電池送來的直流電轉(zhuǎn)變成交流電輸出。有的也稱逆變器為DC/AC變流器,它是UPS電源的核心部件,逆變器性能的好壞,對UPS電源輸出波形、效率、可靠性、瞬態(tài)響應、噪聲、體積、重量等方面有著決定性的影響。一臺UPS電源性能好壞,主要是由逆變器的性能來決定的。
通常,UPS監(jiān)控軟件根據(jù)通訊界面的不同,分為Relay界面(遠程監(jiān)控板)和RS232界面兩種。前者由于提供的是一些簡單的干接點信號(象ACFail,Batt.Low等),因此監(jiān)控可提供的功能也相對簡單,只能處理市電異?;騏PS電池低電位時通知等功能。
而大多數(shù)UPS所采用的標準RS232界面,則可以提供更多的諸如UPS的輸入、輸出電壓,電池工作參數(shù),頻率,負載等更多的電源信息和對UPS進行參數(shù)設定等管理功能。但因為兩種監(jiān)控軟件主要利用RS485和RS232接口進行,這兩種接口都有傳輸距離限制,不能實現(xiàn)任意的遠距監(jiān)控。
3.靜態(tài)開關的主要作用
靜態(tài)開關主要作用是保證山特UPS電源系統(tǒng)不間斷供電。當UPS電源正常供電時,逆變器輸出交流電作為計算機設備的主要電源(或者由市電經(jīng)穩(wěn)壓器后直接供計算機用電)。在下列情況出現(xiàn)時:
在線式UPS也叫做雙變換UPS,從圖中我們可以看到,市電經(jīng)過整流器整流后變成直流電,一部分給蓄電池充電,另一部分則是直接送到了逆變器進行逆變,把直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出,當市電出現(xiàn)問題時,蓄電池會向逆變器提供電力,保證電力的持續(xù)輸出,同時發(fā)出報警提示。因為其進行了“交流——直流——交流”兩次變換,所以叫做雙變換UPS.
①當計算機設備起動或發(fā)生浪涌超負載;
②當逆變器發(fā)生故障。
通過電壓檢測信號,靜態(tài)開關迅速將負載由逆變器供電轉(zhuǎn)移到市電供電。一旦恢復正常,經(jīng)檢測市電與逆變器電壓同步、同頻時,又轉(zhuǎn)為逆變器供電。靜態(tài)開關,就是完成轉(zhuǎn)換并保證轉(zhuǎn)換可靠、不間斷供電的關鍵設備。
山特UPS電源在UPS系統(tǒng)中并聯(lián),以獲得更高的可用性或更大的容量。圖4顯示了具有內(nèi)部反向饋電接觸器K5的分布式旁路配置的并聯(lián)UPS系統(tǒng)。
在其中一個靜態(tài)開關中所出現(xiàn)的故障將潛在地允許并聯(lián)的逆變器在系統(tǒng)輸出和電源之間饋送或抽取電流。因此,單個靜態(tài)旁路開關中的故障終可能導致系統(tǒng)中的嚴重故障。但是,由于電路故障導致的電流流失可以被檢測到,并且在相關聯(lián)的UPS模塊內(nèi)部的反饋接觸器會自動打開,允許系統(tǒng)保持雙重轉(zhuǎn)換操作,以保護負載。
并聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)旁路線路具有冗余性,因為一個靜態(tài)旁路故障不會阻止其他旁路線路的運行。在冗余并行系統(tǒng)中,靜態(tài)旁路故障不會以任何方式影響系統(tǒng)的旁路能力;然而,在容量并行系統(tǒng)中,旁路容量將略有降低。